随着柔性和可穿戴电子设备发展迅速,柔性导电材料受到广泛的关注。由于其潜在的与人类健康相关的应用,柔性导电材料对生物相容性有严格的要求。丝素蛋白具有良好的生物相容性、力学性能和可加工成多种材料形式等优点,是柔性生物导电材料理想的基材。石墨烯具有优异的电学性质,可作为导电介质与丝素蛋白材料复合。但由于石墨烯的化学惰性和疏水性,很难将丝素蛋白和石墨烯均匀的整合到复合材料上。通常可使用化学活性更好的氧化石墨烯(GO)与丝素蛋白结合,再将GO还原得到丝素蛋白/石墨烯复合材料。但得到的复合材料往往存在着石墨烯负载量低,电阻大,拉伸性差等问题。本文采用丝素蛋白材料作为柔性生物载体,以石墨烯为导电介质,制备两种材料形式的丝素蛋白/石墨烯复合柔性导电材料。通过对丝素蛋白材料进行结构设计,进一步提高复合材料的导电性和拉伸性能。此外,所得复合材料的电阻对自身应变变化敏感,可用于可穿戴应变传感器中对人类活动进行识别。本文的主要研究内容和结果如下:(1)采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯(GO),得到的GO含有大量的含氧官能团,通过化学还原法可将其大部分还原,部分恢复共轭结构提高其性能。制备的GO具有很好的水分散性和稳定性,浓度为0.1 g/L的GO溶液放置15天没有明显的吸光度损失,也没有沉淀产生,可以用做功能整理剂对蚕丝织物进行导电整理。(2)使用不同浓度的GO溶液对蚕丝织物进行浸渍-还原整理,整理后的蚕丝织物有一定的导电性,但表面电阻较大。采用CaCl-EtOH-H2O三元溶解体系对蚕丝织物进行微溶解处理,微溶解处理后的织物再进行浸渍-还原整理后导电性大幅提高。以蚕丝织物的表面电阻为指标,得到最佳浸渍-还原次数为6次,最佳GO溶液浓度为2 g/L,最佳溶解时间为3分钟,此时织物表面电阻达到237 Ω/cm。导电蚕丝织物仍然保留很好的拉伸性能,且其电阻对应变变化敏感,可用于柔性传感器记录人体关节的运动。此外导电蚕丝织物还具有较好的耐热性和疏水性。(3)采用溴化锂和氯化钙/甲酸两种体系溶解蚕丝,与石墨烯浆料混合得到稳定的丝素蛋白/石墨烯溶液体系,通过浇铸成膜的方式得到丝素蛋白/石墨烯复合薄膜。通过扫描电镜、红外光谱和拉曼光谱等测试方法对复合薄膜的形貌和结构进行分析,结果表明成功的将丝素蛋白和石墨烯两种组分均匀的整合在复合薄膜上。我们发现含有Ca2+的复合薄膜展现出更极好的拉伸性能,石墨烯添加量为40%时复合薄膜断裂伸长率达到55.3%,电阻为23 kΩ/cm。复合薄膜具有很好的耐弯曲性,此外其电阻会随着自身应变变化而有规律的变化。